เครื่องยนต์แกนหมุน ( บางครั้งเรียกว่าเครื่องยนต์ทรงกระบอกหรือเครื่องยนต์ข้อเหวี่ยงรูปตัว Z ) เป็น เครื่องยนต์ลูกสูบชนิดหนึ่งที่มีลูกสูบเรียงตัวอยู่รอบเพลาส่งกำลัง โดยแกนของลูกสูบขนานกับเพลา คำว่า "ทรงกระบอก" หมายถึงรูปทรงกระบอกของกลุ่มกระบอกสูบ (ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ลูกสูบเว้นระยะห่างเท่าๆ กันรอบเพลาข้อเหวี่ยงกลางและเรียงตัวขนานกับแกนของเพลาข้อเหวี่ยง) ในขณะที่คำว่า "ข้อเหวี่ยงรูปตัว Z" หมายถึงรูปทรงของเพลาข้อเหวี่ยง

เครื่องยนต์แบบ แกน หมุนสามารถใช้แผ่นสวอชเพลทหรือแผ่นวอบเบิลเพลทในการแปลงการเคลื่อนที่ของลูกสูบเป็นการหมุนได้ แผ่นวอบเบิลเพลทคล้ายกับแผ่นสวอชเพลทตรงที่ลูกสูบกดลงบนแผ่นตามลำดับ ทำให้เกิดโมเมนต์ด้านข้างซึ่งถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน การเคลื่อนที่นี้สามารถจำลองได้โดยการวางแผ่นดิสก์ขนาดกะทัดรัดไว้บนตลับลูกปืนที่จุดศูนย์กลางและกดลงในตำแหน่งต่างๆ รอบเส้นรอบวง ความแตกต่างคือในขณะที่แผ่นวอบเบิลเพลทสั่นไหว แผ่นสวอชเพลทจะหมุน^{[ 1 ]}การออกแบบทางเลือกอื่นเครื่องยนต์แคมแรนด์จะแทนที่แผ่นด้วย พื้นผิวแคมรูป คลื่นไซน์ หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่ง แผ่น ใบพัดที่ติดตั้งขนานกับเพลาที่ติดตั้งอยู่ภายใน 'กระบอก' ทรงกระบอกซึ่งสามารถเลื่อนขึ้นลงได้อย่างอิสระจะเคลื่อนที่ไปตามแคมรูปคลื่น ส่วนต่างๆ ที่เกิดจากผนังโรเตอร์ ผนังสเตเตอร์ และใบพัดประกอบกันเป็นห้องเผาไหม้ โดยหลักการแล้ว ช่องว่างเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนกับกระบอกสูบของเครื่องยนต์แกนหมุน และพื้นผิวลูกเบี้ยวที่คดเคี้ยวทำหน้าที่เป็นหน้าของลูกสูบ ในแง่อื่นๆ รูปแบบนี้เป็นไปตามวัฏจักรการเผาไหม้ภายในปกติ แต่ก๊าซที่เผาไหม้จะส่งแรงโดยตรงไปยังพื้นผิวลูกเบี้ยว ซึ่งแปลงเป็นแรงหมุนโดยการกำหนดเวลาการระเบิดหนึ่งครั้งหรือมากกว่านั้น การออกแบบนี้ช่วยขจัดลูกสูบแบบไปกลับหลายตัว ข้อต่อลูกบอล และแผ่นสวอชเพลทของเครื่องยนต์ 'ทรงกระบอก' แบบดั้งเดิม แต่สิ่งสำคัญคือต้องอาศัยการปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพซึ่งเกิดจากพื้นผิวที่เลื่อนและหมุนได้^{[ 2 ]}

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการออกแบบแกนหมุนคือ กระบอกสูบเรียงตัวขนานกันรอบเพลาส่งกำลัง/เพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์แบบรัศมีและแบบเรียงแถว ที่กระบอกสูบตั้งฉากกับเพลา ส่งผลให้เป็นเครื่องยนต์ทรงกระบอกขนาดกะทัดรัดมาก ทำให้สามารถปรับอัตราส่วนการอัดของเครื่องยนต์ขณะทำงานได้ ในเครื่องยนต์แบบสวอชเพลท ก้านลูกสูบจะขนานกับเพลา และแรงด้านข้างของลูกสูบที่ทำให้เกิดการสึกหรอมากเกินไปสามารถกำจัดได้เกือบทั้งหมด ตลับลูกปืนปลายเล็กของก้านสูบแบบดั้งเดิม ซึ่งเป็นหนึ่งในตลับลูกปืนที่มีปัญหามากที่สุดในเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม ก็ถูกกำจัดออกไปด้วย

แม้ว่าเครื่องยนต์แบบแกนหมุนจะใช้งานได้ยากที่ความเร็วรอบการทำงานปกติของเครื่องยนต์ แต่ก็มีการทดสอบเครื่องยนต์แบบแคมบางรุ่นที่ให้ขนาดกะทัดรัดมาก (ประมาณลูกบาศก์ขนาด 150 มม.) แต่ให้กำลังประมาณ 40 แรงม้าที่ประมาณ 7000 รอบต่อนาที ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการใช้งานในอากาศยานเบา ข้อดีของเครื่องยนต์ที่มีน้ำหนักเบาและกลไกเรียบง่าย (มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่หลักน้อยกว่ามาก ในรูปของโรเตอร์และใบพัดแกนหมุน 12 ใบที่ประกอบกันเป็นห้องเผาไหม้ 24 ห้อง) แม้จะมีอายุการใช้งานจำกัด ก็มีประโยชน์อย่างเห็นได้ชัดสำหรับอากาศยานไร้คนขับขนาดเล็ก

ในปี พ.ศ. 2454 บริษัท Macomber Rotary Engine Company แห่งลอสแอนเจลิสได้วางจำหน่ายเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบแกนหมุนเครื่องแรกๆ ซึ่งผลิตโดยบริษัท Avis Engine Company แห่งเมืองออลสตัน รัฐแมสซาชูเซตส์เป็นเครื่องยนต์แบบสี่จังหวะระบายความร้อนด้วยอากาศ มีเจ็ดกระบอกสูบและอัตราส่วนการอัดแปรผันได้ โดยเปลี่ยนมุมของแผ่นโยกและด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนความยาวของช่วงชักลูกสูบ^{[ 3 ]}เรียกว่า "เครื่องยนต์โรตารี่" เพราะเครื่องยนต์ทั้งหมดหมุนแยกจากตัวเรือนด้านปลาย

ระบบจุดระเบิดใช้แม็กนีโตของ Bosch ซึ่งขับเคลื่อนโดยตรงจากเฟืองลูกเบี้ยว กระแส ไฟฟ้าแรงสูงจะถูกส่งไปยังขั้วไฟฟ้าคงที่บนตัวเรือนแบริ่งด้านหน้า จากนั้นประกายไฟจะกระโดดไปยังหัวเทียนในฝาสูบเมื่อผ่านในระยะห่างไม่เกิน1/16 นิ้ว ( 1.6มม.) ตามเอกสารของ Macomber ระบุว่า "รับประกันว่าจะไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป"

มีการอ้างว่าเครื่องยนต์สามารถทำงานได้ที่ความเร็วรอบ 150 ถึง 1,500 รอบต่อนาที ที่ความเร็วรอบปกติ 1,000 รอบต่อนาที มีรายงานว่าให้กำลัง 50 แรงม้า มีน้ำหนัก 230 ปอนด์ (100 กิโลกรัม) และมีความยาว 28 นิ้ว (710 มิลลิเมตร) โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 19 นิ้ว (480 มิลลิเมตร)

นักบินผู้บุกเบิกCharles Francis Walshบินเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ Macomber ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2454 ซึ่งก็คือ "Walsh Silver Dart" ^{[ 4 ]}

ในปี พ.ศ. 2456 Statax-Motor แห่งซูริคประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ได้นำเสนอการออกแบบเครื่องยนต์แบบสวอชเพลท มีการผลิตต้นแบบเพียงเครื่องเดียว ซึ่งปัจจุบันจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งลอนดอนในปี พ.ศ. 2457 บริษัทได้ย้ายไปลอนดอนและเปลี่ยนชื่อเป็น Statax Engine Company โดยวางแผนที่จะนำเสนอเครื่องยนต์โรตารี่ หลายรุ่น ได้แก่ เครื่องยนต์ 3 สูบ 10 แรงม้า เครื่องยนต์ 5 สูบ 40 แรงม้า เครื่องยนต์ 7 สูบ 80 แรงม้า และเครื่องยนต์ 10 สูบ 100 แรงม้า^{[ 5 ]}

ดูเหมือนว่าจะมีเพียงรุ่น 40 แรงม้าเท่านั้นที่ถูกผลิตออกมา ซึ่งถูกติดตั้งในเครื่องบินCaudron G.IIสำหรับการแข่งขันบินผาดโผน ของอังกฤษในปี 1914 แต่ถูกถอนออกก่อนการบินจริง Hansen ได้เปิดตัวรุ่นที่ทำจากอะลูมิเนียมทั้งหมดในปี 1922 แต่ไม่ชัดเจนว่าพวกเขาผลิตออกมาในปริมาณมากหรือไม่ รุ่นที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมากถูกนำเสนอโดยแผนกเยอรมันของ Statax ในปี 1929 โดยผลิตเครื่องยนต์ 42 แรงม้าในรุ่นใหม่ แบบ วาล์วปลอกที่รู้จักกันในชื่อ29B Greenwood and Raymond จากซานฟรานซิสโกได้ซื้อสิทธิ์ในสิทธิบัตรสำหรับสหรัฐอเมริกา แคนาดา และญี่ปุ่น และวางแผนที่จะผลิตเครื่องยนต์ 5 สูบ 100 แรงม้า และเครื่องยนต์ 9 สูบ 350 แรงม้า

ในปี ค.ศ. 1917 แอนโทนี มิเชลล์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการออกแบบเครื่องยนต์แบบสวอชเพลท คุณลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์นี้คือวิธีการถ่ายโอนภาระจากลูกสูบไปยังสวอชเพลท ซึ่งทำได้โดยใช้แผ่นรองเลื่อนที่เอียงไปมาบนฟิล์มน้ำมัน คล้ายกับปั๊มลูกสูบแบบแกนหมุนนวัตกรรมอีกอย่างหนึ่งของมิเชลล์คือการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของการออกแบบทางกล รวมถึงมวลและการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนต่างๆ ทำให้เครื่องยนต์ของเขาอยู่ในสมดุลไดนามิกที่สมบูรณ์แบบในทุกความเร็ว

ในปี พ.ศ. 2463 Michell ได้ก่อตั้งบริษัท Crankless Engines Company ใน Fitzroy (ออสเตรเลีย) และผลิตต้นแบบการทำงานของปั๊ม คอมเพรสเซอร์ เครื่องยนต์รถยนต์ และเครื่องยนต์อากาศยาน ซึ่งทั้งหมดมีพื้นฐานมาจากการออกแบบพื้นฐานเดียวกัน^{[ 6 ]}

ฟิล เออร์วิงนักออกแบบเครื่องยนต์ เคยทำงานให้กับบริษัท Crankless Engine Company ก่อนที่จะมาทำงานที่ HRD

บริษัทจำนวนหนึ่งได้รับใบอนุญาตการผลิตตามแบบของมิเชลล์ บริษัทที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือบริษัทวอลเลอร์แอนด์ซันของอังกฤษ ซึ่งผลิตเครื่องเพิ่มแรงดันแก๊ส^{[ 7 ]}

เครื่องยนต์ Michell ที่ไม่มีข้อเหวี่ยงขนาดใหญ่ที่สุดคือ XB-4070 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับเครื่องบินที่สร้างขึ้นสำหรับกองทัพเรือสหรัฐฯ^{[ 8 ]}ประกอบด้วยลูกสูบ 18 ตัว มีกำลัง 2,000 แรงม้าและหนัก 2,150 ปอนด์

เครื่องยนต์ทรงกระบอกทดลองสำหรับใช้ในเครื่องบินถูกสร้างและทดสอบโดย John O. Almen ชาวอเมริกันจากซีแอตเติล รัฐวอชิงตันในช่วงต้นทศวรรษ 1920 และในช่วงกลางทศวรรษ 1920 เครื่องยนต์ Almen A-4 แบบระบายความร้อนด้วยน้ำ (18 สูบ สองกลุ่ม กลุ่มละเก้าสูบ วางเรียงในแนวนอน) ได้ผ่านการทดสอบการยอมรับของกองทัพอากาศสหรัฐฯอย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์นี้ไม่เคยเข้าสู่สายการผลิต มีรายงานว่าเนื่องจากงบประมาณที่จำกัดและการเน้นย้ำของกองทัพอากาศที่เพิ่มมากขึ้นในเครื่องยนต์แบบเรเดียล ระบายความร้อนด้วยอากาศ เครื่องยนต์ A-4 มีพื้นที่หน้าตัดด้านหน้าเล็กกว่าเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีกำลังขับเทียบเท่ากันมาก จึงทำให้มีความเป็นไปได้ในการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดีกว่า มีกำลัง 425 แรงม้า (317 กิโลวัตต์) และมีน้ำหนักเพียง 749 ปอนด์ (340 กิโลกรัม) จึงให้อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ดีกว่า 1:2 ซึ่งถือเป็นความสำเร็จด้านการออกแบบที่สำคัญในขณะนั้น^{[ 9 ]}

เฮราคลิโอ อัลฟาโร ฟูร์นิเยร์เป็นนักบินชาวสเปนที่ได้รับพระราชทาน บรรดาศักดิ์อัศวิน เมื่ออายุ 18 ปีจากกษัตริย์อัลฟอนโซที่ 13แห่งสเปน เนื่องจากออกแบบ สร้าง และบินเครื่องบินลำแรกของสเปน^{[ 10 ]}เขาได้พัฒนาเครื่องยนต์ทรงกระบอกสำหรับใช้ในเครื่องบิน ซึ่งต่อมาบริษัทIndian Motocycle Manufacturing Company ได้ผลิต เป็นเครื่องยนต์อัล ฟาโร มันเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของการออกแบบแบบ "ใส่ทุกอย่างเข้าไป" เนื่องจากมี ระบบ วาล์วแบบปลอกที่ใช้หัวกระบอกสูบหมุน ซึ่งเป็นการออกแบบที่ไม่เคยถูกนำไปผลิตในเครื่องยนต์ใดๆ ต่อมาได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อใช้ในเฮลิคอปเตอร์โดมานโดยสตีเฟน ดูปองต์ บุตรชายของประธานบริษัท Indian Motorcycle Company ซึ่งเป็นหนึ่งในนักเรียนของอัลฟาโรที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์^{[ 11 ]}

เครื่องยนต์Bristol Axialในช่วงกลางทศวรรษ 1930 ได้รับการออกแบบโดยCharles Benjamin Redrupสำหรับบริษัท Bristol Tramways and Carriage Company ; เป็นเครื่องยนต์แบบแผ่นโยก 9 สูบ ขนาด 7 ลิตร เดิมทีได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้เป็นหน่วยกำลังสำหรับรถโดยสารประจำทาง อาจเป็นเพราะรูปแบบที่กะทัดรัดทำให้สามารถติดตั้งไว้ใต้พื้นรถได้ เครื่องยนต์มีวาล์วหมุนเดี่ยวเพื่อควบคุมการดูดและการคายไอเสีย มีการใช้เครื่องยนต์หลายรุ่นในรถโดยสารประจำทางของบริสตอลในช่วงปลายทศวรรษ 1930 โดยเครื่องยนต์มีหลายเวอร์ชันตั้งแต่ RR1 ถึง RR4 ซึ่งมีกำลังขับ 145 แรงม้าที่ 2900 รอบต่อนาที การพัฒนาถูกระงับในปี 1936 หลังจากการเปลี่ยนแปลงผู้บริหารที่บริษัทบริสตอล^{[ 12 ]}

บางทีการออกแบบที่ประณีตที่สุดอาจเป็น เครื่องยนต์แผ่นโยก Wooler ของอังกฤษ ในปี 1947 เครื่องยนต์ 6 สูบนี้ได้รับการออกแบบโดย John Wooler ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะนักออกแบบเครื่องยนต์รถจักรยานยนต์ เพื่อใช้ในเครื่องบิน มันคล้ายกับเครื่องยนต์แกน Bristol แต่มีแผ่นโยกสองแผ่น ขับเคลื่อนด้วยลูกสูบตรงข้าม 12 ตัวใน 6 สูบ เครื่องยนต์นี้มักถูกเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่าเป็นเครื่องยนต์แผ่นหมุน^{[ 13 ]}มีตัวอย่างเพียงชิ้นเดียวที่เก็บรักษาไว้ในหอแสดงเครื่องบินของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ ลอนดอน

เครื่องยนต์ขนาดเล็กบางเครื่องผลิตโดย HLF Trebert Engine Works ^{[ 14 ]}แห่งเมืองโรเชสเตอร์ รัฐนิวยอร์กสำหรับการใช้งานทางทะเล

เครื่องยนต์ Dyna-Cam เดิมทีมาจากการออกแบบของพี่น้อง Blazer วิศวกรชาว อเมริกัน สองคน ใน อุตสาหกรรมยานยนต์ ยุคทองเหลือง ที่ทำงานให้กับStudebakerในปี 1916 พวกเขาขายสิทธิ์ให้กับ Karl Herrmann หัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมของ Studebaker ซึ่งพัฒนาแนวคิดนี้มาหลายปี จนในที่สุดก็ได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2237989 ในปี 1941 ^{[ 15 ]} เครื่องยนต์ นี้มีลูกสูบแบบสองปลาย 6 ตัว ทำงานใน 6 กระบอกสูบ และห้องเผาไหม้ 12 ห้องจะถูกจุดประกายทุกการหมุนของเพลาขับ ลูกสูบจะขับลูกเบี้ยวรูปไซน์ ซึ่งแตกต่างจากแผ่นสวอชเพลทหรือแผ่นวอบเบิลเพลท จึงเป็นที่มาของชื่อนี้

ในปี 1961 เมื่ออายุ 80 ปี เฮอร์มันน์ได้ขายสิทธิ์ให้กับเอ็ดเวิร์ด พาล์มเมอร์ หนึ่งในพนักงานของเขา ซึ่งได้ก่อตั้งบริษัท Dyna-Cam Engine Corp. ร่วมกับเดนนิส ลูกชายของเขา ต่อมาเดนนิสและแพท ลูกสาวของเอ็ดเวิร์ด ได้ช่วยกันติดตั้งเครื่องยนต์ลงใน เครื่องบิน Piper Arrowเครื่องยนต์ดังกล่าวถูกใช้งานประมาณ 700 ชั่วโมง ตั้งแต่ปี 1987 ถึง 1991 เครื่องยนต์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดของพวกเขาใช้งานได้เกือบ 4000 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องซ่อมบำรุงครั้งใหญ่ Dyna-Cam เปิดโรงงานวิจัยและพัฒนาประมาณปี 1993 และได้รับรางวัลมากมายจาก NASA, กองทัพเรือสหรัฐฯ, กองทัพนาวิกโยธินสหรัฐฯ, คณะกรรมการพลังงานแห่งแคลิฟอร์เนีย, เขตบริหารจัดการคุณภาพอากาศ และพันธมิตรเทคโนโลยีระดับภูมิภาคของลอสแอนเจลิส สำหรับเครื่องยนต์ Dyna-Cam รุ่นต่างๆ กลุ่มเฮอร์มันน์ได้สร้างเครื่องยนต์ต้นแบบประมาณ 40 เครื่อง และกลุ่ม Dyna-Cam ได้สร้างอีก 25 เครื่อง นับตั้งแต่ที่พวกเขาได้ซื้อเครื่องยนต์และเปิดโรงงาน สิทธิบัตรฉบับใหม่ได้รับการอนุมัติให้กับเดนนิส พาล์มเมอร์และเอ็ดเวิร์ด พาล์มเมอร์ โดยฉบับแรกในปี 1985 และต่อมาได้รับเพิ่มเติมอีกหลายฉบับในช่วงประมาณปี 2000 ให้กับเดนนิส พาล์มเมอร์ ในปี 2003 บริษัท Aero-Marine Corporation ได้เข้าซื้อกิจการ Dyna-Cam Engine Corporation และเปลี่ยนชื่อเป็นAxial Vector Engine Corporation [ ^{16 ] จาก}นั้น Axial Vector ก็ได้ออกแบบเครื่องยนต์แคมใหม่ทั้งหมด เครื่องยนต์ใหม่ของ Axial Vector เช่นเดียวกับเครื่องยนต์อื่นๆ ในรายการนี้ ประสบปัญหา "ใส่ทุกอย่างเข้าไป" ซึ่งรวมถึง วาล์วและระบบจุดระเบิด แบบเพียโซอิเล็กทริก ปลอกสูบเซรามิกที่ไม่มีแหวนลูกสูบ และคุณสมบัติขั้นสูงอื่นๆ อีกมากมาย มันมีความคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ Herrmann และ Dyna-Cam รุ่นดั้งเดิมน้อยมาก เนื่องจากเครื่องยนต์ Dyna-Cam ใช้วาล์ว แหวนลูกสูบ อุปกรณ์เสริมแบบดั้งเดิม ไม่มีวัสดุเซรามิกที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ และใช้งานได้จริงในเครื่องบินและยังใช้ขับเคลื่อนเรือสกี "Eliminator" ขนาด 20 ฟุต (6.1 ม.) เป็นเวลากว่าสี่ปี

บริษัท Covaxe Limited ในสหราชอาณาจักร (ซึ่งรู้จักกันในชื่อ FairDiesel Limited จนถึงปี 2017) กำลังออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลแบบลูกสูบตรงข้ามสองจังหวะที่ใช้แคมแบบไม่เป็นไซน์ สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและการบิน การออกแบบเครื่องยนต์ของพวกเขามีตั้งแต่ 2 สูบ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม. ไปจนถึง 32 สูบ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 160 มม. ^{[ 17 ]}

บริษัท Duke Engines ของนิวซีแลนด์ก่อตั้งขึ้นในปี 1993 ได้สร้างเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันหลายแบบและติดตั้งเครื่องยนต์หนึ่งในรถยนต์ในปี 1999 เครื่องยนต์นี้ใช้แพลตฟอร์มเครื่องยนต์สันดาปภายใน 5 สูบ 3 ลิตร 4 จังหวะ พร้อมการจัดเรียงแกนที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งอยู่ในรุ่นที่สามแล้ว ด้วยการออกแบบที่ไม่มีวาล์ว เครื่องยนต์ Duke จึงสูญเสียพลังงานน้อยลงระหว่างจังหวะการทำงาน^{[ 18 ]}ต้นแบบปัจจุบันของเครื่องยนต์ Duke อ้างว่ามีคุณสมบัติเทียบเท่ากับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม แต่มีชิ้นส่วนน้อยกว่าและเบากว่า 30% ซึ่งมุ่งไปสู่การพัฒนาเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในระหว่างการพัฒนา เครื่องยนต์ Duke ได้รับการทดสอบที่MAHLE Powertrainในสหราชอาณาจักรและในสหรัฐอเมริกา ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ามีคุณสมบัติในการใช้เชื้อเพลิงได้หลายชนิด^{[ 19 ]}ข้อดีของเครื่องยนต์ Duke ในด้านความเบาและความกะทัดรัด ควรทำให้การออกแบบนี้เหมาะสำหรับเครื่องยนต์รถจักรยานยนต์ และข้อดีเหล่านี้อาจทำให้เครื่องยนต์นี้เหมาะสำหรับเครื่องบินขนาดเล็กด้วยเช่นกัน^{[ 20 ]} (มีข้อมูลน้อยมากว่าเครื่องยนต์ Duke ทำงานได้อย่างราบรื่นหรือไม่ เพลาหลักมีตุ้มถ่วงขนาดใหญ่ติดอยู่)

เครื่องยนต์แกนหมุนแบบไซน์เวฟเพลทดีไซน์คลาสสิกแบบสเปน ลูกสูบขนานทำงานตรงข้ามกัน มีสองรุ่นในปี 2023 รุ่นต้นแบบขนาดเท่ารถยนต์ ระบายความร้อนด้วยของเหลว และรุ่นระบายความร้อนด้วยอากาศ สี่สูบ 125 ซีซี 22 แรงม้า น้ำหนัก 4.5 กก. มุ่งเป้าไปที่โดรนและโมเดลเครื่องบินขนาดใหญ่ อยู่ในขั้นตอนก่อนการผลิต^{[ 21 ]}

โมดูลพลังงานทรงกระบอก (CEM) เป็นเครื่องยนต์แบบแผ่นหมุนคลื่นไซน์ที่สามารถใช้เป็นปั๊มแบบอิสระได้ โดยใช้พลังงานจากแหล่งภายนอก ชุดประกอบโรเตอร์แผ่นหมุนจะเคลื่อนที่ไปมาด้วยความช่วยเหลือของหมุดขับลูกสูบ ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามราง ลูกเบี้ยว รูปไซน์ คงที่ ที่ล้อมรอบชุดประกอบโรเตอร์

CEM ได้รับการออกแบบโดยนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันEddie Paulเดิมทีเพื่อใช้กับปั๊มดับเพลิงต่อมาได้มีการดัดแปลงเพื่อใช้ในรถยนต์ และมีแผนที่จะใช้ใน โครงการ Duesenberg Torpedo Coupe ที่ไม่ได้สร้างขึ้นจริงในปี 2548 ในฐานะเครื่องยนต์สำหรับ Coupe นั้น CEM จะหมุนบนแกน ดูดเชื้อเพลิงและหล่อลื่นตัวเอง และสามารถทำงานได้ทั้งน้ำมันเบนซินหรือดีเซลนอกจากนี้ยังอ้างว่าจะสร้างความร้อนเพียง 1/6 ของเครื่องยนต์ทั่วไป ซึ่งหมายความว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศก็เพียงพอแล้ว^{[ 22 ] [ 23 ]}

บริษัท Devize Motors ของสหรัฐอเมริกากำลังพัฒนาเครื่องยนต์ใหม่ที่ใช้ลูกสูบตรงข้าม^{[ 24 ]}

• การใช้งานที่รู้จักกันดีที่สุดคือในตอร์ปิโดซึ่งรูปทรงกระบอกเป็นที่ต้องการตอร์ปิโด Mark 48 รุ่นใหม่ ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สวอชเพลท 500 แรงม้าที่เชื่อมต่อกับเครื่องขับ ดัน แบบปั๊มเจ็ท ใช้ เชื้อเพลิง Otto fuel II ซึ่งเป็นเชื้อเพลิง โมโนโพรเพลแลนต์ที่ไม่ต้องการออกซิเจน และสามารถขับเคลื่อนตอร์ปิโดได้เร็วถึง 65 นอต (120 กม./ชม.) (74.56 ไมล์/ชม.) ^{[ 25 ]}
• การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ มอเตอร์แบบนิวแมติกและไฮดรอลิกระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติกเช่น Hondamatic CVTของฮอนด้า [ ^{26 ]}และปั๊มเครื่องปรับอากาศ^{[ 27 ]} นอกจากนี้ เครื่องยนต์สเตอร์ลิงบางรุ่น^ยังใช้การจัดเรียงแบบสวอชเพลทเช่นเครื่องยนต์ STM 4-120 ของ Stirling Thermal Motors ^{[ 28 ]}

^{[ 29 ]}

• ปั๊มลูกสูบแกนหมุน

• เครื่องยนต์บาร์เรล - ตอนที่ 2 เที่ยวบินธันวาคม 1941